Tema 37 (Tercer curso del Grado en Medicina).

Farmacología (curso 2015-2016)
Grado de Medicina - UAH
Tema 37. Quimioterapia antifúngica y
antivírica
Aspectos generales de la
quimioterapia (1/3)
El principio de la toxicidad selectiva consiste en ejercer el
máximo efecto perjudicial sobre un microorganismo
patógeno, parásito o célula tumoral con el menor efecto
posible sobre las células del hospedador.
Dificultad: bacterias < hongos < virus < células cancerosas
Tras su administración tópica o sistémica, los fármacos
quimioterápicos deben alcanzar sus dianas en:
Prof. Federico Gago Badenas
Universidad de Alcalá
(federico.gago@uah.es)
Aspectos generales de la
quimioterapia (2/3)
Las estrategias farmacológicas seleccionadas deben
explotar las mayores diferencias posibles entre las dianas
del organismo invasor y las del hospedador. Ejemplos:
Presencia de pared celular en bacterias, hongos y levaduras no
presente en las células humanas: inhibidores de la síntesis de la
pared celular (ej.: penicilinas, equinocandinas)
Presencia de ergosterol en la membrana celular fúngica, en lugar
de colesterol: antimicóticos
Diferente maquinaria para la biosíntesis proteica en los
ribosomas bacterianos (30/50) y humanos (40/60): explotada
por tetraciclinas, aminoglucósidos, macrólidos…
Diferencias sustanciales en determinadas enzimas: inhibición
selectiva. Ejemplos: ARN-polimerasa dependiente de ADN, girasa
bacteriana, DHFR, timidina quinasa, proteasa del VIH…
Diferencias metabólicas. Ejemplo: síntesis de folatos…
Bacterias: antibacterianos (bactericidas y bacteriostáticos) y
antimicobacterianos (incluyendo antileprosos)
Hongos y levaduras: antifúngicos o antimicóticos
Virus: antivirales (o antivíricos)
Parásitos: antihelmínticos (antinematodos, anticestodos),
antiprotozoarios (amebicidas, antipalúdicos, leishmanicidas,
tripanosomicidas, etc), ectoparasiticidas …
Células tumorales: antineoplásicos
Aspectos generales de la
quimioterapia (3/3)
La combinación de agentes diferentes puede:
ser muy beneficiosa y recomendable, por obtenerse efectos
sinérgicos y/o disminución de la probabilidad de aparición de
resistencias. Ejemplo: terapias antituberculosa, antimalárica y antiretroviral
estar contraindicada porque se pierde eficacia. Ejemplo: los
bactericidas que inhiben la síntesis de la pared bacteriana
cuando se combinan con bacteriostáticos
Para un tratamiento antibacteriano óptimo suele ser
necesario identificar el microorganismo invasor y realizar
un antibiograma
La dosis debe ajustarse en función de las características
del paciente (edad, funciones hepática y renal, etc) y
posibles tratamiento concomitantes
La administración de dosis subterapéuticas puede
favorecer la aparición de resistencias
Consideraciones generales de
la quimioterapia antifúngica
Quimioterapia antimicrobiana
ANTIBIÓTICO
Las infecciones fúngicas (micosis):
pueden ser:
superficiales o cutáneas: piel, pelo y uñas por dermatófitos, aunque a veces
requieren tratamiento por vía sistémica
invasivas, profundas o diseminadas: candidiasis, criptococosis, aspergilosis…
se han incrementado muchísimo en los últimos 30 años, como
consecuencia de:
Importantes avances médicos que implican someter al paciente a
procedimientos invasivos: cateterismos, implantación de prótesis,
transplantes de médula ósea…
Aumento del número de pacientes inmunodeprimidos:
Enfermos de SIDA: virus de la inmunodeficiencia adquirida
Receptores de transplantes de órganos
Enfermos de cáncer que reciben tratamiento quimioterápico
MICROBIO
Infección
HUÉSPED
Inmunidad
Evolución de los casos de sepsis en los EE.UU. según
el agente causal: crecimiento de las fungemias
207 % FUNGEMIAS
New England Journal of Medicine (2003)
Tratamiento de pacientes con antibacterianos de amplio espectro: aparición
de sobreinfecciones por gérmenes oportunistas
son causa importante de morbilidad y mortandad en pacientes
hospitalizados: candidiasis, aspergilosis pulmonar invasiva, pneumonía
por Pneumocystis carinii, meningitis por Cryptococcus…
Evolución del desarrollo
de antimicóticos
Dianas de los principales fármacos antimicóticos
Funciones de la membrana plasmática
Los polienos se unen al
ergosterol y conducen a
una pérdida de la
integridad de la
membrana
Síntesis de la pared celular
Las equinocandinas inhiben la
síntesis del 1,3-β-D-glucano
Síntesis del
ergosterol
Inhibida por azoles,
alilaminas,
tiocarbamatos y
morfolinas
Anfotericina B
Bases moleculares de la toxicidad selectiva de
los principales agentes antifúngicos
Polienos (Anfotericina y Nistatina):
Unión selectiva al ergosterol de la membrana celular fúngica, de
preferencia al colesterol → alteraciones de fluidez y permeabilidad →
producción de poros y muerte osmótica por salida de iones potasio.
Azoles:
La enzima fúngica lanosterol 14 α-desmetilasa (CYP51A1) es mucho más
sensible que los citocromos P450 de mamífero → inhibición de la
desmetilación del lanosterol y bloqueo de la síntesis del ergosterol.
Griseofulvina:
Mayor afinidad de unión a los microtúbulos de los hongos que a los de
las células del hospedador → inhibición de la división celular.
División nuclear
Síntesis de ácidos
nucleicos
Inhibida por 5-F-citosina,
co-trimoxazol (Pneumocystis)
La griseofulvina impide la
agregación de los microtúbulos
durante la mitosis
Antibióticos poliénicos
Equinocandinas (Caspofungina, Anidulofungina y Micafungina):
Inhiben la actividad de la 1,3-β-D-glucano sintasa →pérdida de integridad
de la pared celular (ausente en las células de mamífero). Adm. parenteral.
5-F-citosina (flucitosina):
Conversión por la enzima citosina desaminasa (ausente en células de
mamífero) a 5-fluorouracilo → inhibición síntesis de ADN. Adm. p.o.
Inhibición de la síntesis
del ergosterol (1/3)
Escualeno
Escualeno
Epoxidasa
Anfotericina B
Descubierta en 1955 a partir de Streptomyces nodosus
Estándar de oro para el tratamiento de infecciones fúngicas
invasivas y comparación con otros agentes: acción fungicida, por
incremento de la permeabilidad de la membrana celular
No debe asociarse con azoles fungistáticos
Administración i.v., intrarraquídea (meningitis) o tópica
Importante nefrotoxicidad. Reacciones por liberación de histamina
Nuevas formulaciones en liposomas, complejos lipídicos,
dispersiones coloidales… notablemente más caras pero mejor
toleradas (pacientes con enfermedad renal preexistente, etc).
Ciclasa
Econazol
(uso tópico)
Fluconazol
Lanosterol
Lanosterol
HO
AZOLES
Ketoconazol
(1º por vía oral)
14 α-desmetilasa
(CYP51A1)
∆14 reductasa
∆8 →∆7 isomerasa
Nistatina: estructura química similar y mismo mecanismo
No se absorbe a través de la piel intacta ni las membranas
mucosas: tto. infecciones por Candida en piel, vagina, cavidad oral,
esófago y tracto gastrointestinal.
Itraconazol
(no recomendado en embarazo,
biodisponibilidad aumentada por alimentos)
Ergosterol
Ergosterol
HO
posaconazol (ng/mL)
Efectos de los alimentos sobre la
absorción del posaconazol (Tema 2)
Ayuno
Dieta sin grasa
Dieta rica en grasa
El área bajo la curva de concentración
plasmática-tiempo es 4 veces mayor cuando se
administra una comida rica en grasas, en
comparación con su administración en ayunas
tiempo (h)
Interacciones de los azoles que afectan
al metabolismo mediado por
enzimas CYP humanas
Azoles
Triazol(es)
Imidazol
Productos sintéticos activos frente a la mayor parte de
levaduras y hongos filamentosos
Acción fungistática al inhibir la síntesis del ergosterol y
dar lugar a una acumulación de esteroles que afectan al
funcionamiento de distintas enzimas de membrana
Derivados de:
Imidazol: los más antiguos y tóxicos. Uso tópico exclusivamente:
Clotrimazol (tb. activo frente a Trichomonas), Econazol (crema y
óvulos vaginales), Miconazol (cremas, gel oral y óvulos),
Ketoconazol (1º en ser utilizado por vía oral)
Triazol: Fluconazol (absorción casi total p.o. y pasa la BHE),
Itraconazol (la presencia de alimento mejora su absorción oral;
activo frente a Aspergillus), Posaconazol (uso en pacientes
seriamente inmunocomprometidos y activo en fusariosis),
Voriconazol (amplio espectro), Sertaconazol (pie de atleta).
Precaución por posibles interacciones metabólicas (P450)
Inhibición de la síntesis
del ergosterol (2/3)
Escualeno
Escualeno
ALILAMINAS
TIOCARBAMATOS
Epoxidasa
Ciclasa
Terbinafina (vía oral)
Lanosterol
Lanosterol
HO
Naftifina (uso tópico)
además, inhibidor competitivo
reversible de diapofitoeno
desaturasa (CrtN) de MRSA →
bloqueo síntesis pigmento
carotenoide estafiloxantina y
atenuación virulencia
14 α-desmetilasa
(CYP51A1)
∆14 reductasa
∆8 →∆7 isomerasa
doi:10.1038/nchembio.2003
Tolnaftato
(uso tópico)
Ergosterol
Ergosterol
HO
Inhibición de la síntesis
del ergosterol (3/3)
Escualeno
Escualeno
Epoxidasa
Ciclasa
Lanosterol
Lanosterol
HO
14 α-desmetilasa
(CYP51A1)
MORFOLINAS
Amorolfina
(5% en laca: infecciones de uñas
= onicomicosis)
Ciclopirox olamina
Uso tópico, distinto mecanismo
∆14 reductasa
∆8 →∆7 isomerasa
Ergosterol
Ergosterol
HO
Consideraciones generales
sobre la quimioterapia antivírica
Inhibición de la neuraminidasa del
virus de la gripe
N Engl J Med 353:1363-73 (2005)
En comparación con el tratamiento de las infecciones bacterianas, existen
muy pocos fármacos antivíricos eficaces y seguros para un número limitado
de infecciones.
Los virus son patógenos intracelulares obligados que utilizan muchos
mecanismos bioquímicos de las células hospedadoras → posibilidades
reducidas de ejercer toxicidad selectiva y mejorar el índice terapéutico.
La inmunización como medida profiláctica no siempre es posible (por ej.,
SIDA)
Actualmente mejor comprensión de las estructuras de los virus, sus
proteínas constituyentes y sus funciones: receptores, enzimas, etc
Los virus se clasifican atendiendo a si portan ADN o ARN, morfología,
presencia de envoltura, multiplicación en núcleo o citoplasma de la célula
hospedadora, serotipo, etc. Ejemplos:
ADN: herpes simplex tipos 1 y 2 (HSV), varicela y herpes zoster (VZV),
citomegalovirus (CMV)
ARN: virus de la gripe, virus sincitial respiratorio (VSR) y retrovirus (VIH, etc)
Las asociaciones de agentes deben considerar:
Efectos adversos no aditivos
Las resistencias no deben ser cruzadas
Los inhibidores de la neuraminidasa impiden la liberación de los viriones desde la
superficie de las células infectadas.
Inhibidores de la neuraminidasa:
análogos del estado de transición del ácido siálico
Ejemplo de toxicidad selectiva:
activación del aciclovir por la timidina quinasa (TK) del HSV
éster
etílico
Zanamivir
(Relenza)
Ácido siálico
Metabolito activo del
Oseltamivir
Inhalación
(profármaco absorbible por vía oral)
Cover
(PDB 2bat)
Peramivir:
(PDB 2hu4)
i.v. para gripe porcina
Profármaco: la TK viral es ~3000 veces más
eficaz para fosforilar el aciclovir que la TK
celular → → aciclo-GTP por kinasas celulares
→ inhibición ADN polimerasa viral
terminación de cadena
Activación sólo en células infectadas
Análogos y precursores del aciclovir
Bromovinildesoxiuridina = brivudina
(derivado de guanina)
(derivado de timina)
O
O
N
HN
H2 N
O
N
N
ROH2 C
C H3
N
N
ROH2 C
O
Aciclovir
(profármaco)
tracto g.i.,
hígado, sangre
Penciclovir
Famciclovir
BVDU
(profármaco)
timidina kinasa
(presente solo en células infectadas)
BVDU-MP
ROH2 C
Valaciclovir
H3 C
R=H
H2 N
N H2
R= C
N
HN
Nucleósido monofosfato
quinasa celular
R=H
R = acetilo
(profármaco)
timidina quinasa
viral
BVDU-DP
Nucleósido difosfato kinasa
celular
BVDU-TP
Aciclovir-MP
GMP kinasa
celular
potente inhibición de la
ADN polimerasa viral
Aciclovir-DP
inhibición de la replicación viral
k inasas celulares
Aciclovir-TP
inhibición competitiva
ADN polimerasa viral
incorporación
al ADN
Ganciclovir (mayor actividad sobre CMV)
terminación de la cadena de ADN
Indicaciones: tratamiento precoz del herpes zóster en pacientes adultos inmunocompetentes.
Posología: 1 comprimido 125 mg/día 7 días.
Precauciones: interacción con 5-FU, flucitosina, capecitabina, tegafur y floxuridina debido a la inhibición
de la enzima dihidropirimidina deshidrogenasa (DPD) por su principal metabolito, bromoviniluracilo (BVU).
Ribavirina: Mecanismo de acción
Th2
Partícula VHC
defectuosa
Th1
X X
CTL
RBV
IFN-γ
TNF-α
1: Aclaramiento inmune
El VIH codifica en su genoma 3 actividades enzimáticas:
Transcriptasa inversa: hace una copia de ADN a partir del ARN genómico
Integrasa: permite la integración del ADN viral en el ADN celular
Proteasa: procesa los precursores polipeptídicos para dar lugar a las
proteínas maduras, incluyendo estas tres enzimas
Hepatocyte
RBV
IMP
RBV
–
P
2: Inhibición de IMPDH
IMPDH
GMP
Quimioterapia precoz e intensa: máxima eficacia y mínima probabilidad
de aparición de resistencias
GTP
Ascociación de agentes: tratamiento antirretroviral de gran actividad
OBJETIVO: < 50 copias/mL plasma
Limitaciones económicas y por efectos secundarios
ARN VHC
3: Inhibición de la polimerasa
RdRp
RBV
P
P
Recuento de células CD4
Medida de la carga viral (número de copias/mL plasma)
Mutágeno del ARN
P
P
(TARGA)
Analíticamente, el progreso de la enfermedad se evalúa por:
–
RBV
Consideraciones generales
sobre la quimioterapia del SIDA
Terapia individualizada en función de:
4: Mutagénesis ARN
P
X
X
X X
Hepatitis
Modificado de: Feld JJ, Hoofnagle JH. Nature 436:967 (2005)
web study
Infección por el VIH
Importancia de
los co-receptores
Fijación
CD4
Fusión
Transcripción
inversa
Modificación
Traducción
Ensamblado
“Budding”
por las quinasas celulares a las correspondientes formas 5’-trifosfato
Zidovudina (AZT = azidotimidina): primer fármaco aprobado para
el tratamiento del SIDA. Puede producir anemia y mielosupresión
Estavudina (d4T): puede producir neuropatía periférica
Abacavir (ABC): posibles reacciones de hipersensibilidad
Lamivudina (3TC): también activa frente al virus de la hepatitis B
Emtricitabina (FTC): activo frente a VIH-1, VIH-2 y VHB
Didesoxinucleósidos:
Didanosina (ddI): interacciones con alopurinol
Zalcitabina (ddC)
Localización nuclear
Pérdida de la envoltura
ARNm
Inhibidores de la transcriptasa inversa
del VIH
Análogos nucleosídicos: Profármacos → necesitan fosforilarse
gp120
ARN genómico
Carga viral y recuento de CD4
Antecedentes de resistencia
Reacciones adversas al tratamiento previo
Maduración
Análogos nucleotídicos:
Tenofovir (tb. gel vaginal)
Fármacos de naturaleza no-nucleosídica (NNRTI):
Nevirapina: el primer NNRTI aprobado para uso clínico
Efavirenz, Etravirina
Inhibidores de la
proteasa del VIH
Farmacocinética de una única dosis de
lopinavir con y sin ritonavir
Indinavir
Saquinavir
Nelfinavir
Ritonavir (+lopinavir)
Amprenavir
Darunavir, Tripanavir, Atazanavir
Lipodistrofia: redistribución de la grasa corporal, con
pérdida de la grasa subcutánea facial y periférica,
hipertrofia de las glándulas mamarias y acumulación
dorsocervical (“joroba de búfalo”).
Posibles episodios hemorrágicos en pacientes hemofílicos
Metabolismo por CYP3A4: inhibición por ritonavir
Múltiples interacciones con otros fármacos
La presencia de alimento mejora la absorción oral
Potenciación de la acción por alargamiento de la
semivida: conceptos de “boosting” y “boosters”
Concentración Lopinavir
(µg/mL
g/mL))
Lopinavir//ritonavir
Lopinavir
¿“Ritonafobia”?
Lopinavir solo
tiempo (h)
Sham HL, et al. Antimicrob Agents Chemother. 42(12
42(12):
):3218
3218--3224 ((1998
1998))
Inhibidores de la integrasa del VIH
Raltegravir
ritonavir
cobicistat
Elvitegravir
Inhibidores de la entrada del VIH
Enfuvirtida: “inhibidor de la fusión” → se fija
a gp41 e interfiere con su capacidad de aproximar las membranas.
Maraviroc: “inhibidor CCR5” o antagonista del receptor de
quimiocina CCR5 → impide la unión a la gp120.
Mecanismos de acción de
enfuvirtida, maraviroc e ibalizumab
Combinaciones de fármacos contra el SIDA a
dosis fijas en una misma forma farmacéutica
Mejor cumplimiento por parte del paciente
Menor probabilidad de aparición de resistencias
Combivir: lamivudina + zidovudina
Trizivir: lamivudina + abacavir + zidovudina
Epzicom/Kivexa: abacavir + lamivudina
Cell membrane
Truvada: tenofovir + emtricitabina (profilaxis pre-exposición)
Atripla: tenofovir + emtricitabina + efavirenz (1/noche)
Complera: tenofovir + emtricitabina + rilpivirina (una vez al día)
http://i-base.info/wp-content/uploads/2015/09/ARV-chart-2015-graphic.png
http://positivelyaware.com/
2004→
→2015
Virus de la hepatitis C (HCV):
ciclo vital y dianas terapéuticas
Virus de la hepatitis C (HCV):
Simeprevir
CypA
E
GAG
LDLR
El ARN del VHC codifica una poliproteína de unos 3000 aminoácidos
Proteínas no estructurales
Ledipasvir
cyclophilin A
envelope glycoprotein
glycosaminoglycan
low-density lipoprotein receptor
ciclo vital y dianas terapéuticas
Sofosbuvir
NS nonstructural protein
NS3 protease
NS5B polymerase
NI nucleoside analogue inhibitor: sofosbuvir
NNI non-nucleoside analogue inhibitor
NS5B
Boceprevir
PDB id.:
id.: 2OC8
Telaprevir
PDB ID.: 3SV6
Aparición y selección de resistencias → Simeprevir, etc
NS5A
Fármacos extraordinariamente potentes.
Ventajas de las asociaciones.
PAUTAS DE TRATAMIENTO RECOMENDADAS EN PACIENTES CON
GENOTIPO 1 QUE NO HAN RECIBIDO TRATAMIENTO PREVIO
Sofosbuvir/Ledipasvir
a. Recomendación general, incluyendo pacientes con cirrosis compensada:
Sofosbuvir/Ledipasvir durante 12 semanas (AI). Pacientes sin cirrosis con ARN
VHC < 6,8 log: considerar Sofosbuvir/Ledipasvir durante 8 semanas (BI)
b. En pacientes con cirrosis descompensada: Sofosbuvir/Ledipasvir + RBV
durante 12 semanas o Sofosbuvir/Ledipasvir durante 24 semanas (AI)
Paritaprevir/r- Ombitasvir + Dasabuvir (3D)
a. Genotipo 1b: 3D durante 12 semanas (AI). Pacientes con cirrosis: 3D + RBV
durante 12 semanas (AI)
b. Genotipo 1a: 3D + RBV durante 12 semanas (AI). Pacientes con cirrosis: 3D +
RBV durante 12 semanas 2 (A1)
Sofosbuvir + Simeprevir
Pacientes sin cirrosis 3,4: Sofosbuvir + Simeprevir durante 12 semanas, (AI).
Sofosbuvir + Daclatasvir
a. Sofosbuvir + Daclatasvir durante 12 semanas (AI).
b. Pacientes con cirrosis compensada y descompensada: Sofosbuvir +
Daclatasvir + RBV durante 12 semanas (AI)
https://www.seimc.org/contenidos/gruposdeestudio/gehep/dcientificos/documentos/gehep-dc-2014-TratamientodelaHepatitisC.pdf
T.K. Warren et al Nature (2016)
doi:10.1038/nature17180